導讀

工業大數據是未來工業在市場競爭中發揮優勢的關鍵，實現中國制造2025，需要工業生產的高度自動化，而不論智能制造發展到何種程度，數據采集都是工業生產中基本的條件。工業數據采集是智能制造和工業物聯網的基礎和先決條件，后續的數據分析處理依賴于前端的感知。然而有多少工業制造企業的轉型卡在數據采集這第一步呢？

自動化工廠數據采集架構圖

什么是工業數據采集呢？

數據采集(DAQ)，是指通過適合的接口和協議，從傳感器和其他待測設備中采集非電量或者電量信號，送到上位機或云端中進行分析、處理。

工業采集的數據種類多樣，行業、場景、應用的不同，所采集的數據也有區別。工業自動化方面，一般采集的數據分為幾類：

1）傳感器數據

在傳感器技術飛速發展的今天，包括光電、溫度、氣體、壓力、磁感、電流、濕度等不同類別的工業傳感器在現場得到了大量應用，該類數據的特點是每條數據內容很少，但是采集頻率極高。

1. PLC數據

通過設備PLC內置的通信接口，結合其通訊協議，實現對設備狀態采集。

3）視頻或圖像處理數據

工業現場裝有視頻監控設備，會產生大量的視頻數據。還有，圖像設備拍攝的圖片（如，巡檢員用手持設備拍攝工業環境、人員信息圖片）之類的。

4）其他數據

如RFID數據、遙感遙測信息、三維高程信息等，用于質量管理與追溯。

采集工業數據的方法有哪些呢？

第一種，硬采。各個大廠的制造設備如機床、空壓機等，其設備內部極其封閉，要實現自動化，便需要廠家開放接口，但貴啊，所以通過安裝傳感器在其設備內部采集其側面數據（如機床的傳送帶安裝接近開關，用于工件計數），這些數據也叫直接I/O信號，典型如開關、壓力、電流、紅外、PT100等。這些數據都是工業設備直接硬接線的方式將I/O信號接入到遠程I/O模塊，這些模塊需要具備各種接口，如開關量輸入輸出，模擬量輸入輸出等。鋇錸技術MxxE系列I/O模塊，支持采集現場的I/O信號，通過RS485或者以太網將數據傳給上位機或者云平臺。

第二種，軟采。在采集數據同為工業通信協議類型的情況下，需要借助工業網關將數據采集上來之后轉換成某一種云平臺通信協議，上傳到本地或云端的各種云平臺或系統。

比如鋇錸技術BL110多協議轉換網關。其主要特點

1）南向采集協議：各種PLC協議、Modbus RTU Master、Modbus TCP Master、DL/T645、IEC101、IEC104、BACnet IP、BACnet MS/TP等協議；

2）北向上傳協議：Modbus TCP、MQTT、OPC UA、BACnet IP、華為云IoT、阿里云 IoT、AWS IoT、ThingsBoard、鋇錸云等協議；

3）可以連接不同類型的設備，如傳感器、PLC、工業控制設備、儀器儀表等，實時采集現場數據，并實現加密上傳及斷網補傳功能。

4）具有網口、串口、CAN接口，支持網口、串口同時采集100個設備，4000個變量采集。

5）內置主流云平臺數據模板，一鍵連接華為云、阿里云、AWS云、Thingsboard、ignition等，支持本地、云端9個云平臺同時在線。

工業數據采集的難點

數據采集很簡單嘛，無非是根據工業現場情況選擇合適的采集方式即可。但其實不然，在工業領域早已出現了Modbus、Profinet 、Ethernet IP等各類通信協議，而各個自動化生產集成商還會自己開發各種私有的工業協議，導致工業設備的通信協議種類繁多，并且相互之間不兼容。

另外，在工業IT層物聯網云平臺等平臺支持的是MQTT等協議，和現場OT層協議并不同。協議的不一致性使得整個生產制造系統難以實現OT和IT的融合。因此，建立一條穩定準確的數據傳輸通道，尤為關鍵。

下面介紹了PLC網關數據采集上云步驟：

1 數據接入

首先，通過各種I/O設備對數據進行采集，上傳至PLC網關。

2 協議轉換

數據傳輸關鍵在于協議轉換。PLC類型不同，協議亦不同，通信協議就像語言一樣，如果缺少翻譯，肯定會無法理解。因此，只有對PLC進行協議解析，才能獲取其內部的數據，做到數據上云。為了能夠方便用戶的操作配置，我們的網關內置了多種PLC通訊協議，用戶無需編程只需簡單操作就可實現PLC的數據采集讀取。

3 邊緣計算

網關通過訪問PLC內部寄存器地址，通過點位表可以獲取PLC的各類數據點，向云端上傳底層設備狀態 。對于一些自動化場景，可能需要特定數據或超限告警聯動，這時就需要邊緣計算網關，獲取到準確有效的數據，也能提升現場想要速度，緩解云端上位機的處理壓力。

4 數據上云

采用目前主流的數傳方式4G/5G/以太網等等傳輸方式。云端網絡通信協議也是多樣的，MQTT、Modbus、OPC UA等等都有。PLC網關也可以上傳至控制與數采系統，如SCADA、DCS、MES等，根據需求選擇合適的平臺，保證數據的安全性可靠。

5 數據應用

通過云端可視化顯示，可以實時獲取到數控設備、PLC、儀器儀表等設備數據，同時也能聯動控制告警。通過邊緣計算，緩解云端上位機數據處理壓力，實現降本升效的目的。

工業數據采集關于數據的界定是非常廣義的，其具體應用還需結合行業深度來理解，本文只是大致介紹一下，關注我，帶你了解更多行業干貨～

廣告語

__ __工業數據采集借助工業智能網關實現數據上云，通過云端或上位機就能對工業設備進行遠程監控，具有低時延、高可靠、標準化高融合等特點，能給工業制造商來很高的經濟利益。鋇錸自主研發多種類型工業智能網關產品，支持各種PLC協議，多種I/O信號類型，多種通訊方式，支持多種接口等功能。內置了華為云、阿里云、鋇錸云、Thingsboard等云驅動，支持本地加云端的物聯網平臺9個同時在線。

審核編輯 黃宇